【加固糾偏工程案例】用噴射混凝土修復火災燒傷的鋼筋混凝土建筑物

北京紫薇賓館系鋼筋混凝土框架剪力墻結構，中部大廳13層，兩側客房11層，其中地下部分1層，總建筑面積約9000m2。

該工程施工至11層頂板時發生火災，致使正在施工的第11層全部和第10層大部梁、柱、墻、樓板嚴重燒損。

事故發生后，有關單位對火災區的結構進行了大量測試和檢驗工作提出出燒損鑒定及修復設計報告。修復設計建議采用噴射混凝土對燒損結構進行補強加固處理。

修復工作用時7d，共完成補強加固工程量約1000m2。經有關單位驗收，各項指標均滿足加固設計要求，混凝土抗壓強度達50MPa以上（設計要求30MPa），加固后梁、墻、柱外觀較規則平整，取得了良好的效果。實踐證明，采用噴射混凝土修復因各種原因造成的混凝土結構燒損是一項經濟合理、行之有效的方法。

1、結構燒損情況檢驗

火災受害區結構燒損情況檢驗主要包括以下內容：

(1)受害結構的外觀檢查；

(2)結構內鋼筋材質檢驗；

(3)混凝土抗壓強度檢驗；

(4)受害結構混凝土碳化深度測定等。

以上綜合檢驗結果表明，該結構物燒損區域中，第10層和第11層的邊柱、邊梁受災較輕，中柱、內梁燒損較嚴重。第10層樓板及樓板梁頂部混凝土有損傷，中柱較為嚴重，結構混凝土強度均有降低，混凝土性能降低范圍均在距結構表面40mm以內；而結構內部鋼筋性能尚能滿足原設計要求。

2、結構修復設計

根據上述結構燒損情況檢驗結果，對結構不再增補鋼筋，也不必將混凝土全部鑿除，只需根據具體情況及燒損程度，對混凝土表面結構進行修復處理。設計要求噴射混凝土的標號應不低于30Mpa，修復后的結構表面規則平整。我們按不同結構燒損情況分以下類型進行加固處理：

2.1、梁的噴射混凝土修復設計

(1)類型Ⅰ：對梁上部和下部均遭受火災，梁側裂縫寬度大于0.15mm，或保護層有脫落者，鑿除梁底和梁兩側的鋼筋保護層，噴細石混凝土至設計尺寸。

(2)類型Ⅱ：對梁的局部和底層遭受火災，梁側裂縫寬度小于0.15mm，且保護層無剝落者，鑿除梁底及梁側下部100mm左右高度范圍的保護層至鋼筋處，噴細石混凝土至設計尺寸。

2.2、柱子噴射混凝土修復設計

(1)類型Ⅰ：對柱的四周燒損嚴重，網狀發絲裂縫，有寬達0.2mm以上的裂縫，表面混凝土剝落面積大于25%者，鑿除柱四周表面混凝土至主筋內表面10~15mm（且全身不小于40mm），噴細石混凝土至設計尺寸。

(2)類型Ⅱ：對表面有網狀發絲裂縫，裂縫寬度小于0.2mm，剝落面積小于25%者，鑿除柱四周表面混凝土至主筋中心位置（且全深不小于25mm），噴細石混凝土至設計尺寸。

2.3、墻的噴射混凝土修復設計

(1)類型I：對墻面燒傷嚴重，表面網狀發絲裂紋，有大于0.2mm的裂縫，剝落面積大于25%，或有露筋者，鑿除墻面表面混凝土（深度40mm），噴細石混凝土至設計尺寸。

(2)類型Ⅱ：對墻面受燒損，有網狀發絲裂縫，寬度在0.2mm以下，剝落面積小于25%者，鑿除墻面混凝土（深25mm），噴細石混凝土至設計尺寸。

3、噴射混凝土施工

3.1、原材料及配合比

噴射混凝土采用臺灣產天馬牌I型普通硅酸鹽水泥。

砂子為中砂，細度模數2.58，經檢驗顆粒級配為2區中砂，含泥率l.0%。石子采用粒徑小于15mm的碎石。

配合比為水泥:砂:石=l:2:1.5（重量比），水灰比一般控制在0.45左右。

3.2、噴射混凝土施工準備工作

根據施工現場的實際情況，噴射機和皮帶上料機設置在噴射作業面附近（即第10層、第11層的樓板上），空壓機放在地面主樓中間部位。

為確保噴射質量和作業順利進行，應做好以下準備工作：

(1)按修復設計要求，鑿除燒損混凝土的疏松層。

(2)因地面供水壓力不足，需在噴射作業面設置臨時水池，并安裝水泵，接通水管。

(3)為使修復后的混凝土墻、梁、柱棱角清晰、尺寸準確、厚度均勻，事先要支設模板，按設計要求，模板應伸出構件表面，伸出部分即為噴射混凝土的厚度。

3.3、噴射作業操作要求

(1)噴射前應將受噴面的浮渣、粉塵用高壓水清洗干凈，以利新舊混凝土的粘結。

(2)射噴混凝土的水灰比應控制在0.45左右，以混凝土表面光滑而不出現干斑和流淌為宜。

(3)結構物表面噴完且初凝前要將結構物表面適當刮平至設計尺寸。

(4)終凝后應進行養護，以防因收縮而開裂。

4、噴射混凝土力學性能檢驗

噴射混凝土試件的制取，仍然采用噴大板切割法。原材料及配合比與現場施工完全相同。經一段時間自然養護后，切割成10cm×l0cm×10cm試塊，用標準法進行試驗，其結果如表9-l3-2所示。

5、對嘖射混凝土修復方法的評價

實踐證明，采用噴射混凝土進行修復加固的方法同以往沿用的現澆、壓漿等方法相比，有以下優點：

(1)工藝簡單，施工方便，無需支?；蛑恍枭倭磕０?，可節省費用。

(2)修復速度快。特別是有利于地坪上下同時進行修復作業，紫薇賓館工程修復面積約1000m2，只用了7d時間，為早日復工贏得了時間。

(3)工程質量可靠。經測定噴射混凝土抗壓強度達50MPa以上，抗拉強度為3.0MPa左右。噴射混凝土與舊混凝土的粘結力一般在1.0MPa以上，均滿足設計要求。特別是新舊混凝土具有良好的整體性和粘結強度，從而保證了共同工作，增加了結構的耐久性。

(4)能滿足結構物的外觀要求，墻面噴射混凝土較平整，梁柱的棱角清晰、美觀。